曹現(xiàn)慶

我們已經(jīng)進(jìn)入到人工智能+的時(shí)代，如：圖像識(shí)別、指紋識(shí)別、機(jī)器人技術(shù)等，而所有的這一切都離不開編程。在眾多發(fā)達(dá)國(guó)家，編程教育早就開始進(jìn)入校園了。2017年，國(guó)務(wù)院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，將少兒編程教育提升為國(guó)家戰(zhàn)略。讓孩子學(xué)習(xí)編程，是對(duì)孩子未來(lái)的一個(gè)布局。規(guī)劃明確提出：“在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育?！蹦敲矗绦蛟O(shè)計(jì)究竟能為孩子的思維能力發(fā)展帶來(lái)什么樣的影響？筆者通過自己近年來(lái)的編程學(xué)習(xí)經(jīng)歷來(lái)談?wù)剛€(gè)人體會(huì)。

一、 培養(yǎng)學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性

我們平時(shí)的教學(xué)中，往往注重理論教學(xué)，會(huì)使學(xué)生覺得概念抽象，又沒有規(guī)律可循，影響學(xué)習(xí)的興趣。而編程的過程是一個(gè)實(shí)踐的過程，只有親自動(dòng)手編寫代碼、調(diào)試、運(yùn)行，才能真正掌握和理解所學(xué)的知識(shí)，很容易激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的好奇心。如在講解條件分支語(yǔ)句時(shí)，通過警察斷案的例子：四個(gè)嫌犯分別的供詞“a說不是我，b說是c，c說是d，d說c在胡說”已知有三個(gè)人說了真話，一個(gè)人說了假話。根據(jù)這些信息來(lái)判斷誰(shuí)是兇手？同學(xué)們熱情很高，紛紛舉手回答，老師讓同學(xué)們用python語(yǔ)言中的條件語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)。有的用了if的嵌套，有的用了多個(gè)if語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)。事實(shí)上只需要用一個(gè)條件語(yǔ)句就可以表達(dá)出誰(shuí)是兇手：if（thisman！='a'）+（thisman==‘d'）+（thisman！=‘c'）+（thisman==‘c'）==1： ?print（thisman，"是兇手！"）這樣就可以把復(fù)雜的問題，簡(jiǎn)單的解決了，即培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，又拓寬學(xué)生的見識(shí)面，讓學(xué)生固化的思維得以解放和活躍，對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)新性思維十分有益。 ?

二、提升學(xué)生解決問題的能力

應(yīng)試教育下，學(xué)習(xí)知識(shí)容易囫圇吞棗，不去思考，缺乏深入理解，但是，通過編程解決問題，恰好彌補(bǔ)了這樣一個(gè)缺陷。編程的實(shí)質(zhì)，是一個(gè)“提出問題――分析問題――設(shè)計(jì)方案（編寫程序、調(diào)試程序）――解決問題”的過程，他們需要將這個(gè)問題還原在生活中，通過思考建模，并在電腦上進(jìn)行測(cè)試實(shí)現(xiàn)。例如：新世紀(jì)五一優(yōu)惠大酬賓活動(dòng)，對(duì)于會(huì)員顧客，消費(fèi)滿1500元的，可以享受6折優(yōu)惠，消費(fèi)滿1000元的，享受8折優(yōu)惠，未滿1000元的，享受9折優(yōu)惠，不是會(huì)員的不打折，針對(duì)不同的消費(fèi)，收銀員如何快算出每人的消費(fèi)額呢？ 做為一道數(shù)學(xué)題，同學(xué)們也許很容易的就能寫出答案。而作為讓計(jì)算機(jī)去解決的問題，則是將問題還原到生活中，去思考如何設(shè)計(jì)出一個(gè)程序，讓這個(gè)程序能幫助收銀員在輸入金額時(shí)就自動(dòng)判斷顧客是否為會(huì)員，符合什么樣的折扣，從而更快更好的解決問題，讓收銀員即便在面對(duì)巨大的顧客流時(shí)，也可以有條不紊的工作。

因此，每一次的編程，都是一次放手讓學(xué)生自主解決問題的歷練，不斷地讓學(xué)生思考和分析問題，制定適合的解決方案，在這種反復(fù)訓(xùn)練下，學(xué)生的問題解決能力會(huì)得到顯著提升。 ? 三、鍛煉思維縝密性，勇于探究的精神，我們考慮問題的方式往往較為簡(jiǎn)單，在遇到一些相對(duì)復(fù)雜的問題時(shí)，第一想法往往是選擇放棄，不愿多做嘗試。即便有少數(shù)人嘗試去解決，也常常難以考慮周全。編程學(xué)習(xí)能有效改善學(xué)生的這種狀態(tài)。如在講循環(huán)語(yǔ)句時(shí)，讓學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)求全班同學(xué)總分的程序，有的同學(xué)因?yàn)闆]設(shè)置改變步長(zhǎng)的條件，結(jié)果程序進(jìn)入死循環(huán)。有的同學(xué)求一個(gè)同學(xué)時(shí)正確，再求后面同學(xué)時(shí)錯(cuò)誤，經(jīng)過多次嘗試后發(fā)現(xiàn)是因?yàn)榍蠛妥兞吭谶M(jìn)入下一循環(huán)時(shí)沒有初始化。這樣一次次的訓(xùn)練，培養(yǎng)了學(xué)生的耐心和勇于嘗試探究的精神。此外，學(xué)生在編程過程中，往往難以一次性就解決完整的問題，可能第一次編寫代碼實(shí)現(xiàn)了百分之三十的功能，那么學(xué)生就需要對(duì)當(dāng)下解決方案進(jìn)行“查缺補(bǔ)漏”，思考究竟是哪個(gè)循環(huán)里遺漏了什么或是哪個(gè)地方?jīng)]有考慮到，及時(shí)補(bǔ)充完善，第二次可能就能實(shí)現(xiàn)百分之七十的功能，而后繼續(xù)思考，繼續(xù)完善，在一次次的嘗試中尋找最合適的最優(yōu)解。

學(xué)生若經(jīng)常以這樣的方式進(jìn)行思考，經(jīng)過一定量的刻意練習(xí)，就會(huì)形成周全考慮問題的思維習(xí)慣，同時(shí)，在面對(duì)實(shí)際問題時(shí)，也更愿意從各個(gè)角度進(jìn)行探索和動(dòng)手嘗試。 ?

四、培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維的能力

初中（約13-14歲）是中學(xué)階段抽象思維的質(zhì)變關(guān)鍵期，成熟前的思維可塑性大[1]。因此在初中階段設(shè)置合適的課程大力發(fā)展學(xué)生的抽象思維至關(guān)重要，無(wú)疑，編程是十分適合的一門課程。 通過編程訓(xùn)練（需要后續(xù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法的學(xué)習(xí)），學(xué)生學(xué)會(huì)化抽象為具體。從抽象到具體的這樣一個(gè)轉(zhuǎn)變，潛移默化地培養(yǎng)了學(xué)生的抽象思維。

如著名的漢諾塔問題：漢諾塔（又稱河內(nèi)塔）問題是源于印度一個(gè)古老傳說的益智玩具。大梵天創(chuàng)造世界的時(shí)候做了三根金剛石柱子，在一根柱子上從下往上按照大小順序摞著64片黃金圓盤。大梵天命令婆羅門把圓盤從下面開始按大小順序重新擺放在另一根柱子上。并且規(guī)定，在小圓盤上不能放大圓盤，在三根柱子之間一次只能移動(dòng)一個(gè)圓盤。貌似不可能實(shí)現(xiàn)的問題，如果學(xué)了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的遞歸思想，就能很容易用抽象思維去理解。

編程對(duì)學(xué)生的思維發(fā)展和能力提升具備深遠(yuǎn)的意義，我注重在教學(xué)過程中對(duì)學(xué)生思維能力和動(dòng)手能力的訓(xùn)練，思維能力的培養(yǎng)和提升不是一朝一夕所能實(shí)現(xiàn)的，如果能從編程訓(xùn)練入手，無(wú)疑對(duì)提高學(xué)生的創(chuàng)新思維大有裨益。